[發明專利]多相輸送管道長效液體防腐蝕層的設計方法

在審

• 申請號: 202111351409.4
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114062243A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王子明;宋光鈴;李越
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N33/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本申請公開一種多相輸送管道長效液體防腐蝕層的設計方法，包括步驟：步驟一，在碳鋼表面制備初始腐蝕產物；步驟二，調控腐蝕產物浸潤性；步驟三，制備碳鋼儲油表面；步驟四，水流環境中儲油表面耐久性評估；步驟五，多周期油水交替作用下油膜可靠性評估；步驟六，碳鋼儲油表面在油水交替環境中動態愈合與長效防護功能實現；若能通過步驟四和步驟五評估，則實現步驟六，否則返回至步驟二和步驟三，開展新一輪評估，直至依次通過步驟四和步驟五的評估。本公開的設計方法，改變低碳鋼表面腐蝕產物親水疏油特性，增加油膜黏附能力，延長油膜保護時間，在油水混輸的段塞流、分散流等流體環境和油水交替輸送模式的流體環境中，增強原油自身緩蝕作用。

技術領域

本發明涉及油氣田腐蝕防護領域，具體涉及一種多相輸送管道長效液體防腐蝕層的設計方法。

背景技術

油氣管道輸送介質一般為油氣水三相或多相流體，流型復雜多變，管道內壁時刻處于油水交替潤濕狀態，其腐蝕防護極具挑戰性。目前，應用于油氣管道腐蝕防護的技術主要有以下類型，即耐蝕管道材料、內襯層或涂層以及緩蝕劑添加等。耐蝕管道材料在實際工業生產中主要面臨工程成本過高等問題，例如不銹鋼等耐蝕合金的造價為普通碳鋼管道的數倍或十余倍；玻璃鋼等非金屬管道僅適用于污水或注水管道，含油、壓力波動較大的環境中，其可靠性不佳。內襯層或涂層技術主要面臨結合強度差、接頭補口等工藝性難題，適用范圍比較局限。緩蝕劑連續添加主要存在長期運行成本高以及含油多相流中緩蝕效果不佳等問題，難以在油氣集輸管道防護方面大規模應用。

通過流型調控以便充分利用原油自身的緩蝕性能是近些年逐漸得到重視和發展的一種新型管道腐蝕防護技術。已經形成了諸如油水強制乳化、高氣液比攪動以及高流速輸送等油水兩相或油氣水三相流腐蝕防護的流動管理策略。此類方法的腐蝕防護理念是通過油水分散形成油包水流動，從而減少管道底部與水相的直接接觸頻次，降低腐蝕風險。然而，強制乳化方法一般僅適用于綜合含水率低于30％的情形，含水率過高的乳狀液粘度過高，將導致管道輸送能耗過高；高氣液比抑制腐蝕方法僅適用于CO₂驅油等含氣較多的特殊工況；高流速輸送所需要的形成油水分散流的臨界流速一般遠超過實際生產條件。這些實際問題已嚴重限制了原油緩蝕作用的有效發揮。

因此，需要開發一種新的多相輸送管道長效液體防腐蝕層的設計方法。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本公開的目的在于提供一種多相輸送管道長效液體防腐蝕層的設計方法。

為了實現上述目的，本公開提供了一種多相輸送管道長效液體防腐蝕層的設計方法，包括步驟：步驟一，在碳鋼表面制備初始腐蝕產物；步驟二，調控腐蝕產物浸潤性；步驟三，制備碳鋼儲油表面；步驟四，水流環境中儲油表面耐久性評估；步驟五，多周期油水交替作用下油膜可靠性評估；步驟六，碳鋼儲油表面在油水交替環境中動態愈合與長效防護功能實現；若能通過步驟四和步驟五評估，則實現步驟六，否則返回至步驟二和步驟三，開展新一輪評估，直至依次通過步驟四和步驟五的評估。

在一些實施例中，在步驟一中，利用油田采出液或酸液作為腐蝕介質，采用浸泡、酸洗、陽極極化、空氣暴露中的一種或幾種工藝在管道材料表面制備初始腐蝕產物。

在一些實施例中，在步驟二中，所述調控腐蝕產物浸潤性方法包括：氣體干燥和有機溶劑干燥。

在一些實施例中，所述氣體干燥方法選自通干燥熱空氣、通惰性氣體中的一種。

在一些實施例中，所述有機溶劑選自無水乙醇、乙二醇、丙酮中的一種。

在一些實施例中，在步驟三中，所述碳鋼儲油表面制備方法為油相升溫和延時浸潤。

在一些實施例中，在步驟四中，所述水流環境中儲油表面耐久性評估的條件為：油膜持續時間＞水段塞流過時間。

在一些實施例中，在步驟五中，所述多周期油水交替作用下油膜可靠性評估的條件為：多周期最大電流小于電流臨界限值。